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数学代写|泛函分析作业代写Functional Analysis代考|Spectral Theory for Compact Operators
In this section we focus on the special class of compact (completely continuous) operators on Banach and Hilbert spaces.
Let $T$ be a compact operator from a Banach space $X$ into itself and $\lambda$ a non-zero complex number. According to the Fredholm Alternative (comp. Section 5.21), operator $\lambda I-T$ or equivalently $I-\lambda^{-1} T$ has either a continuous inverse (bijectivity and continuity of $A=I-\lambda^{-1} T$ implies continuity of $A^{-1}=R_\lambda$ !) or it is not injective and its null space
$$
X_\lambda=\mathcal{N}\left(I-\lambda^{-1} T\right)=\mathcal{N}(\lambda I-T)
$$
has a finite dimension. Consequently, the whole spectrum of $T$, except for $\lambda=0$, reduces to the point spectrum $\sigma_P(T)$ consisting of eigenvalues $\lambda$ with corresponding finite-dimensional eigenspaces $X_\lambda$.
The following theorem gives more detailed information on $\sigma_P(T)$.
THEOREM 6.10.1
Let $T$ be a compact operator from a Banach space $X$ into itself. Then $\sigma(T)-{0}$ consists of at most a countable set of eigenvalues $\lambda_n$. If the set is infinite then $\lambda_n \rightarrow 0$ as $n \rightarrow \infty$.
PROOF It is sufficient to prove that for every $r>0$ there exists at most a finite number of eigenvalues $\lambda_n$ such that $\left|\lambda_n\right|>r$. Assume to the contrary that there exists an infinite sequence of distinct eigenvalues $\lambda_n,\left|\lambda_n\right|>r$ with a corresponding sequence of unit eigenvectors $\boldsymbol{x}_n$,
$$
T \boldsymbol{x}_n=\lambda_n \boldsymbol{x}_n, \quad\left|\boldsymbol{x}_n\right|=1
$$
数学代写|泛函分析作业代写Functional Analysis代考|Spectral Representation for Compact Operators
Spectral Representation for Compact Operators. Let $U, V$ be two Hilbert spaces and $T$ be a compact (not necessarily normal!) operator from $U$ into $V$. As operator $T^* T$ is compact, self-adjoint, and semipositive-definite, it admits the representation
$$
T^* T \boldsymbol{u}=\sum_{k=1}^{\infty} \alpha_k^2\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right) \phi_k
$$
where $\alpha_k^2$ are the positive eigenvalues of $T^* T$ (comp. Exercise 6.10.1) and $\phi_k$ are the corresponding eigenvectors
$$
T^* T \phi_k=\alpha_k^2 \phi_k \quad k=1,2, \ldots \quad \alpha_1 \geq \alpha_2 \geq \ldots>0
$$
Set
$$
\phi_k^{\prime}=\alpha_k^{-1} T \phi_k
$$
Vectors $\phi_k^{\prime}$ form an orthonormal family in $V$, since
$$
\left(\alpha_k^{-1} T \phi_k, \alpha_l^{-1} T \phi_l\right)=\left(\alpha_k^{-1} \alpha_l^{-1} T^* T \phi_k, \phi_l\right)=\left(\frac{\alpha_k}{\alpha_l} \phi_k, \phi_l\right)=\delta_{k l}
$$
We claim that
$$
T \boldsymbol{u}=\sum_{k=1}^{\infty} \alpha_k\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right) \phi_k^{\prime}
$$
Indeed, the series satisfies the Cauchy condition as
$$
\begin{aligned}
\sum_{k=n}^m\left|\alpha_k\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right) \phi_k^{\prime}\right|^2 & =\sum_{k=n}^m \alpha_k^2\left|\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right)\right|^2 \
& \leq \alpha_n^2 \sum_{k=n}^m\left|\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right)\right|^2 \leq \alpha_n^2|\boldsymbol{u}|^2
\end{aligned}
$$
泛函分析代写
数学代写|泛函分析作业代写Functional Analysis代考|Spectral Theory for Compact Operators
在本节中，我们关注Banach和Hilbert空间上的紧(完全连续)算子的特殊类。
设$T$是一个从巴拿赫空间$X$到自身的紧算子，$\lambda$是一个非零复数。根据Fredholm替代(比较第5.21节)，算子$\lambda I-T$或等价地$I-\lambda^{-1} T$要么具有连续逆($A=I-\lambda^{-1} T$的双射和连续性意味着$A^{-1}=R_\lambda$的连续性!)，要么不具有内射，且其为零空间
$$
X_\lambda=\mathcal{N}\left(I-\lambda^{-1} T\right)=\mathcal{N}(\lambda I-T)
$$
具有有限维度。因此，$T$除$\lambda=0$外的整个谱化简为由特征值$\lambda$和相应的有限维特征空间$X_\lambda$组成的点谱$\sigma_P(T)$。
下面的定理给出了关于$\sigma_P(T)$的更详细的信息。
定理6.10.1
设$T$是Banach空间$X$到自身的紧算子。那么$\sigma(T)-{0}$最多包含一个可计数的特征值集合$\lambda_n$。如果集合是无限的，那么$\lambda_n \rightarrow 0$等于$n \rightarrow \infty$。
证明对于每一个$r>0$，存在最多有限个特征值$\lambda_n$，使得$\left|\lambda_n\right|>r$。相反，假设存在一个具有不同特征值的无穷序列$\lambda_n,\left|\lambda_n\right|>r$和对应的单位特征向量序列$\boldsymbol{x}_n$，
$$
T \boldsymbol{x}_n=\lambda_n \boldsymbol{x}_n, \quad\left|\boldsymbol{x}_n\right|=1
$$
数学代写|泛函分析作业代写Functional Analysis代考|Spectral Representation for Compact Operators
紧算子的谱表示。设$U, V$是两个希尔伯特空间，$T$是一个从$U$到$V$的紧算子(不一定是正规的!)由于算子$T^* T$是紧的、自伴随的、半正定的，所以它允许表示
$$
T^* T \boldsymbol{u}=\sum_{k=1}^{\infty} \alpha_k^2\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right) \phi_k
$$
其中$\alpha_k^2$为$T^* T$(比较习题6.10.1)的正特征值，$\phi_k$为对应的特征向量
$$
T^* T \phi_k=\alpha_k^2 \phi_k \quad k=1,2, \ldots \quad \alpha_1 \geq \alpha_2 \geq \ldots>0
$$
集合
$$
\phi_k^{\prime}=\alpha_k^{-1} T \phi_k
$$
向量$\phi_k^{\prime}$在$V$中形成一个标准正交族，因为
$$
\left(\alpha_k^{-1} T \phi_k, \alpha_l^{-1} T \phi_l\right)=\left(\alpha_k^{-1} \alpha_l^{-1} T^* T \phi_k, \phi_l\right)=\left(\frac{\alpha_k}{\alpha_l} \phi_k, \phi_l\right)=\delta_{k l}
$$
我们声称
$$
T \boldsymbol{u}=\sum_{k=1}^{\infty} \alpha_k\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right) \phi_k^{\prime}
$$
实际上，这个级数满足柯西条件为
$$
\begin{aligned}
\sum_{k=n}^m\left|\alpha_k\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right) \phi_k^{\prime}\right|^2 & =\sum_{k=n}^m \alpha_k^2\left|\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right)\right|^2 \
& \leq \alpha_n^2 \sum_{k=n}^m\left|\left(\boldsymbol{u}, \phi_k\right)\right|^2 \leq \alpha_n^2|\boldsymbol{u}|^2
\end{aligned}
$$
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金融工程代写
金融工程是使用数学技术来解决金融问题。金融工程使用计算机科学、统计学、经济学和应用数学领域的工具和知识来解决当前的金融问题，以及设计新的和创新的金融产品。
非参数统计代写
非参数统计指的是一种统计方法，其中不假设数据来自于由少数参数决定的规定模型；这种模型的例子包括正态分布模型和线性回归模型。
广义线性模型代考
广义线性模型（GLM）归属统计学领域，是一种应用灵活的线性回归模型。该模型允许因变量的偏差分布有除了正态分布之外的其它分布。
术语 广义线性模型（GLM）通常是指给定连续和/或分类预测因素的连续响应变量的常规线性回归模型。它包括多元线性回归，以及方差分析和方差分析（仅含固定效应）。
有限元方法代写
有限元方法（FEM）是一种流行的方法，用于数值解决工程和数学建模中出现的微分方程。典型的问题领域包括结构分析、传热、流体流动、质量运输和电磁势等传统领域。
有限元是一种通用的数值方法，用于解决两个或三个空间变量的偏微分方程（即一些边界值问题）。为了解决一个问题，有限元将一个大系统细分为更小、更简单的部分，称为有限元。这是通过在空间维度上的特定空间离散化来实现的，它是通过构建对象的网格来实现的：用于求解的数值域，它有有限数量的点。边界值问题的有限元方法表述最终导致一个代数方程组。该方法在域上对未知函数进行逼近。[1] 然后将模拟这些有限元的简单方程组合成一个更大的方程系统，以模拟整个问题。然后，有限元通过变化微积分使相关的误差函数最小化来逼近一个解决方案。
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随机分析代写
随机微积分是数学的一个分支，对随机过程进行操作。它允许为随机过程的积分定义一个关于随机过程的一致的积分理论。这个领域是由日本数学家伊藤清在第二次世界大战期间创建并开始的。
时间序列分析代写
随机过程，是依赖于参数的一组随机变量的全体，参数通常是时间。 随机变量是随机现象的数量表现，其时间序列是一组按照时间发生先后顺序进行排列的数据点序列。通常一组时间序列的时间间隔为一恒定值（如1秒，5分钟，12小时，7天，1年），因此时间序列可以作为离散时间数据进行分析处理。研究时间序列数据的意义在于现实中，往往需要研究某个事物其随时间发展变化的规律。这就需要通过研究该事物过去发展的历史记录，以得到其自身发展的规律。
回归分析代写
多元回归分析渐进（Multiple Regression Analysis Asymptotics）属于计量经济学领域，主要是一种数学上的统计分析方法，可以分析复杂情况下各影响因素的数学关系，在自然科学、社会和经济学等多个领域内应用广泛。
MATLAB代写
MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习和应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。